思政元素與《材料力學(xué)》課程融合的探索與實踐

黃偉波　趙曉宇

摘 要：《材料力學(xué)》是機(jī)械類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，在專業(yè)教學(xué)中具有重要的位置。課程思政要融入高校的課堂教學(xué)建設(shè)，并貫穿于整個教學(xué)過程。教師的具有較高的思政水平是保證思政教學(xué)的前提。如何將思政元素與課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合是保證高校課程思政教育的根本。通過改革教學(xué)內(nèi)容和考核模式，將思政元素融入到課程教學(xué)中，在保障專業(yè)教育的同時，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情、增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué) 思政元素 教學(xué)建設(shè)

1 引言

《材料力學(xué)》是機(jī)械類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是研究物體力與變形的一門學(xué)科。本課程的目的和基本任務(wù)是要求學(xué)生在掌握材料力學(xué)的基本概念、公式和原理的基礎(chǔ)上，能夠具備一定的計算能力，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的綜合能力，為工程構(gòu)件及結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選取提供重要的理論指導(dǎo)與參考[1，2]。對于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生來說，《材料力學(xué)》是極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)課程（如機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計等）的基礎(chǔ)。

黨和國家高度重視高校的課程思政工作，并通過召開會議和制定指導(dǎo)綱要的形式對高校課程思政工作進(jìn)行指導(dǎo)。習(xí)總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[3]。教育部于2020年5月頒布了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，文件中指出要將思政元素融入到理論教學(xué)和能力培養(yǎng)中，全面落實立德樹人根本任務(wù)[4]。

作為傳統(tǒng)工科的基礎(chǔ)課程的《材料力學(xué)》，應(yīng)該積極將思政元素融入到課堂教學(xué)中，使學(xué)生樹立正確的“三觀”，培養(yǎng)學(xué)生不畏困難，自強(qiáng)不息的奮斗精神；提煉哲學(xué)精神，提升工科學(xué)生的綜合素養(yǎng)；厚植愛國主義情懷，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信；加強(qiáng)責(zé)任感教育，培養(yǎng)學(xué)生對家庭、社會和國家的責(zé)任感。在“新工科”和國家政策的雙重要求下，課程思政建設(shè)業(yè)已成為新時代本科教育的必要元素，因此全面開展課程思政建設(shè)已經(jīng)成為各高校必須完成的任務(wù)[5]。

本文在機(jī)械類專業(yè)教育的背景前提下，提出課程思政的挖掘以及與理論教學(xué)和實驗教學(xué)的融合方法，旨在培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實、政治思想過硬、滿足新時代要求的工科大學(xué)生。

2 現(xiàn)階段存在的問題

《材料力學(xué)》作為機(jī)械類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較為成熟的教學(xué)體系，包括明確的教學(xué)目的和詳細(xì)的教學(xué)大綱。材料力學(xué)的教學(xué)通常分為兩部分，一是理論教學(xué)，二是實驗教學(xué)。目前《材料力學(xué)》教學(xué)中存在的問題有：（1）在理論教學(xué)部分，教師的側(cè)重點大多局限于專業(yè)知識的講解，包括概念、公式以及算例等。造成這種現(xiàn)狀的原因既有主觀方面，也有客觀方面。主觀方面是由于專業(yè)課教師多為工科出身，思政方面的經(jīng)驗不足，思維較為“古板”。客觀方面的原因則是由于材料力學(xué)這門專業(yè)課具有一定的難度和深度，學(xué)生較好地理解所學(xué)內(nèi)容具有一定的難度。（2）在實驗教學(xué)部分，現(xiàn)有的授課體系能夠較好地完成實驗部分的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生也能夠在實驗中很好地觀察到實驗現(xiàn)象并了解其機(jī)理，但是實驗課的教學(xué)僅僅是理論教學(xué)的一種補(bǔ)充，學(xué)生在實驗的過程中只需要觀察現(xiàn)象和重復(fù)實驗步驟，而沒有培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。（3）理論知識與專業(yè)的關(guān)聯(lián)度不夠。對于機(jī)械類的學(xué)生，《材料力學(xué)》中關(guān)于機(jī)械工程方面的工程實例以及算例較少，使學(xué)生無法清晰地認(rèn)識到《材料力學(xué)》在本學(xué)科中的應(yīng)用范圍以及重要性。（4）現(xiàn)有的課程考核機(jī)制缺少完善的評估體系，無法有效地檢測思政教學(xué)的成果。

3 基于思政要求的《材料力學(xué)》教學(xué)改革措施

3.1 提高教師的思政理論水平

教師是課程思政建設(shè)的主導(dǎo)，提高教師的思政認(rèn)識和思政教學(xué)水平是保證高校思政教育的先決條件。《材料力學(xué)》作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，除了自身的專業(yè)屬性外，還應(yīng)使得學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中能夠使自己的知識水平、思想覺悟、政治意識、道德標(biāo)準(zhǔn)以及人文素養(yǎng)得到提高和發(fā)展。這就要求教師不僅要具備扎實的專業(yè)知識還要具備堅定的政治覺悟和思政理論水平。如果任課教師能夠掌握并靈活運(yùn)用辯證唯物主義思想，將時代背景、專業(yè)特點、歷史發(fā)展等思政元素與專業(yè)知識有機(jī)地結(jié)合起來，這樣既可以增加課程的趣味性，使學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)更感興趣，又可以將思政元素與專業(yè)課學(xué)習(xí)有機(jī)地結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷。因此，提高教師的思政理論水平是決定思政教育成效的關(guān)鍵因素。

3.2 《材料力學(xué)》思政教育實施途徑

結(jié)合機(jī)械類專業(yè)背景和學(xué)生發(fā)展方向，探索機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課與課程思政元素的有機(jī)結(jié)合模式。目前，《材料力學(xué)》課程的教學(xué)分為兩部分，即理論部分和實驗部分，如何將思政元素與課程的理論和實驗部分結(jié)合是本文要探索和解決的問題。思政元素的引入必須要貼合本專業(yè)的背景，不能生搬硬套，脫離專業(yè)背景的思政是無法做到與專業(yè)的有效結(jié)合的。根據(jù)作者以往的教學(xué)經(jīng)驗和對思政教學(xué)的理解，本文從“三個模塊”出發(fā)，通過“兩個結(jié)合”，達(dá)成“一個目標(biāo)”，具體的實施方案圖1所示。

將整個教學(xué)計劃劃分為三個模塊，即理論教學(xué)、實驗教學(xué)和思政案例。三個模塊并不是相互獨立的，而是相互嵌入的。理論和實驗相輔相成，并融入課程思政的元素，如圖2所示。

根據(jù)每一章節(jié)不同的內(nèi)容選擇合適的思政元素，不能過于牽強(qiáng)。在完成理論知識教學(xué)的同時，結(jié)合該理論知識內(nèi)容，將時代背景、歷史事件、名人軼事、學(xué)科發(fā)展以及時事政治有機(jī)融入，在專業(yè)學(xué)習(xí)的同時培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情、民族自豪感以及工匠精神等符合新時代大學(xué)生要求的精神品質(zhì)，具體如圖3中所示。比如講到超靜定問題時，可以以晚清時期建造的蘭州黃河鐵橋“中山橋”為例。該橋的上部結(jié)構(gòu)為梯形穿式鋼桁架，每一跨都是超靜定結(jié)構(gòu)組成桁架體系。通過舉例可以使學(xué)生直觀地理解什么是超靜定和桁架結(jié)構(gòu)。考慮到當(dāng)時中國落后的生產(chǎn)力，該橋只能由美國橋梁公司設(shè)計、德國公司承建，而我國只能出勞工進(jìn)行建造。聯(lián)想到剛剛竣工不久的港珠澳大橋，不由得贊嘆我國科技制造水平的飛速發(fā)展。這樣鮮明的對比更能使學(xué)生感受到我國“基建狂魔”的實力并激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。講到強(qiáng)度和剛度時，可以以撫順永安鐵橋為例，1931年以中長鐵路運(yùn)來廢舊橋梁進(jìn)行改造，歷經(jīng)70余年風(fēng)雨該橋仍能滿足橋梁強(qiáng)度和剛度的使用要求。該橋從興建之始到1931年改建為鐵橋至今建為現(xiàn)代化橋梁，見證了日俄戰(zhàn)爭、偽滿時期、解放戰(zhàn)爭和新中國，是歷史的親歷者。該例子即可以使學(xué)生直觀地了解強(qiáng)度和剛度對結(jié)構(gòu)的重要性，還可以使學(xué)生勿忘國恥、激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。講到壓桿穩(wěn)定時，可以以發(fā)動機(jī)的連桿為例，講述我國的造車史，如何從一輛汽車都生產(chǎn)不出來到目前國內(nèi)有眾多自主品牌并且產(chǎn)銷量多年蟬聯(lián)世界第一。這個發(fā)展歷程是一代又一代汽車人辛勤奮斗的結(jié)果，從模仿到自主研發(fā)，這一條路無比艱辛，其中涌現(xiàn)出無數(shù)的大國工匠。汽車產(chǎn)業(yè)只是我國眾多產(chǎn)業(yè)中的一個，每一個產(chǎn)業(yè)無不是傾注了一代又一代人的心血，從無到有，由弱變強(qiáng)，我們的祖國也因此蒸蒸日上。愛國熱情、民族自豪感以及工匠精神是機(jī)械類人才必備的精神品質(zhì)，要時刻準(zhǔn)備著為祖國的制造業(yè)奉獻(xiàn)自己的知識和力量。

偉大領(lǐng)袖毛主席曾教導(dǎo)我們“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。實驗教學(xué)是對理論教學(xué)的一種補(bǔ)充和驗證。通過實驗教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及科學(xué)研究的思維。針對我?，F(xiàn)有實驗設(shè)備，實驗課程共開設(shè)三個實驗，即低碳鋼和鑄鐵的拉伸實驗、壓縮實驗以及扭轉(zhuǎn)實驗。需要用到微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)以及游標(biāo)卡尺等實驗設(shè)備和工具。學(xué)生需要完成試樣尺寸測量、實驗設(shè)備的操作、觀察并記錄實驗現(xiàn)象以及完成實驗報告。實驗課上的學(xué)生表現(xiàn)最能反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和自律能力。學(xué)生在進(jìn)入實驗室之后是否能夠保持安靜并有序落座，在測量環(huán)節(jié)能否動手實際操作而不是躲在一邊偷玩手機(jī)，實驗操作環(huán)節(jié)能否認(rèn)真聽老師講解實驗操作流程和注意事項并踴躍報名操作設(shè)備，實驗過程中能否認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象并做好記錄，實驗結(jié)束以后能否自覺收拾實驗設(shè)備和工具。這些細(xì)節(jié)無不顯示出學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、道德水平以及組織紀(jì)律性。實驗中的一些環(huán)節(jié)如試樣尺寸測量需要以小組為單位進(jìn)行，這又體現(xiàn)出學(xué)生們的團(tuán)隊協(xié)同意識。這些實驗課程中學(xué)生紀(jì)律的培養(yǎng)都是課程思政的重要組成部分。實驗教學(xué)與課程思政結(jié)合的成效如圖4中所示。

通過梳理“三個模塊”進(jìn)一步形成“兩個結(jié)合”，即教師講授與學(xué)生自主學(xué)習(xí)結(jié)合、專業(yè)知識考核與思政元素考核結(jié)合。

3.2.1 教師講授與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合

以教師主導(dǎo)、學(xué)生為主的方式進(jìn)行課堂教育。教師在每節(jié)課之前給學(xué)生布置任務(wù)，包括一些簡單的基本概念和思政案例。學(xué)生以小組為單位，對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講述。教師將每組同學(xué)的講述的基本理論和思政案例進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。這樣既可以調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，又可以加深學(xué)生對理論知識和思政案例的理解。

3.2.2 專業(yè)知識考核與思政元素考核結(jié)合

傳統(tǒng)的《材料力學(xué)》考核包括三部分，即課堂表現(xiàn)、實驗成績以及期末考試。改革以后將加入課程思政方面的考核。具體方法為在實驗考核和期末考試中加入課程思政的考核，課堂表現(xiàn)也與每組同學(xué)的思政案例講述和理解相關(guān)聯(lián)。

經(jīng)過“三個模塊”和“兩個結(jié)合”的建設(shè)，已經(jīng)初步建立了專業(yè)知識與課程思政元素融合的理論體系和評估體系，最終要達(dá)到的目的是為黨和國家培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、政治思想過硬、新時代的工科大學(xué)生。

4 結(jié)語

《材料力學(xué)》作為機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個本科教學(xué)中具有重要的地位。因此，思政元素與《材料力學(xué)》課程的有機(jī)結(jié)合對整個專業(yè)教育起著至關(guān)重要的作用。提高教師的思政理論水平是高校思政教育的關(guān)鍵。通過改革教學(xué)內(nèi)容和考核模式，將思政元素融入到課程教學(xué)中，真正做到“為黨育才、為國育才”，培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實、政治思想過硬、滿足新時代要求的工科大學(xué)生。

基金項目：廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才項目（2022KQNCX098）；2022年度肇慶市科技創(chuàng)新指導(dǎo)類項目（2022040305002）;肇慶學(xué)院校級科研基金項目（QN202334）。

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